半導體行業正孜孜不倦地推動創新，在這個過程中，做出正確選擇，正成為芯片成功的關鍵因素。在眾多操作系統、編譯器、調試器和其他工具的選項中，開放的RISC-V指令集架構（ISA）正在加速普及。這種開放式ISA賦予了開發者更多自由，使其能夠以開源或商業資源為起點，打造專屬的定制處理器。

與私有版權的處理器架構相比，RISC-V架構支持設計團隊根據目標終端應用程序的需求，更加靈活定制處理器架構。通過按需選擇所需功能，開發者可以針對關鍵應用實現功耗、性能和芯片面積（PPA）的出色平衡。

憑借其開放性和技術優勢，RISC-V在近幾年迅速崛起。根據Semico Research的數據，到2028年，RISC-V CPU半導體IP使用費預計將達到2.3億美元，復合年增長率為26.7%。作為負責管理該標準的全球非營利組織，RISC-V International也報告稱，該標準的行業采用率、活動及市場熱度均呈現強勁增長勢頭。

RISC-V有多種實現形式。如果采用免版稅的開源核心，任何團隊都可以在其基礎上開發專屬的解決方案和服務。同時，市場上亦不乏豐富的商業IP產品。在本文中，我們將進一步討論為什么RISC-V對于從汽車到5G移動、AI和數據中心等應用越來越重要。

RISC-V的起源及其架構的演進

RISC-V最初于2010年5月由美國加州大學伯克利分校開發，當時主要用于學術用途，其設計理念源于業已超過四十余年研究的先進計算機架構概念。2011年，第一款RISC-V芯片成功流片。隨著ISA技術規格的發布，RISC-V規范正式進入公共領域。在RISC-V ISA中，其基本指令集就可以運行大部分的軟件。通過可選擴展，開發者可以針對不同的終端市場定制架構。開發者可以自行選擇所需功能，而不必使用架構的完整功能集。

當前的RISC-V版本被認為是基于精簡指令集計算機（RISC）概念的第五代處理器。RISC-V International作為其背后的推動力量，匯聚了全球超過70個國家的3,800多家成員公司，共同定義了開放標準規范，推動處理器創新，同時倡導更高層次的設計自由度。該組織指出，截至2022年底，搭載RISC-V處理器的芯片出貨量已超過100億顆。

現在，越來越多的公司開始開發能夠支持RISC-V的解決方案。此番行業合作也進一步推動其架構的演進。新思科技是RISC-V International的成員。

RISC-V International首席執行官Calista Redmond：“隨著RISC-V在多個市場的廣泛應用，RISC-V International董事會指引方向、推動標準向前發展方面發揮著不可或缺的作用。新思科技在SoC設計解決方案領域的深厚技術積累為架構提供了大力支持，并將進一步增強我們規劃RISC-V標準未來藍圖的能力。”

RISC-V的主要優勢

RISC-V架構為處理器提供了精簡指令來處理不同任務。顯而易見，這正是該標準如此受歡迎的原因。比較而言，復雜指令集（CISC）的指令規模龐大、定義復雜。因此，基于RISC-V指令集設計處理器，其電路結構更加簡潔直觀，大大降低了設計難度。

憑借靈活性、可擴展性以及模塊化特點，開發者能夠使用RISC-V，以相對較快的速度，定制各類僅適配目標應用的處理器。無論是設計簡單的嵌入式系統，還是構建大型超級計算機，開發者都可以從相同的基礎ISA出發。此外，簡化軟件開發流程也有助于縮短整體設計周期。

在各行各業中，安全性始終是一個核心關注點。為了解決這些問題，RISC-V架構內置了多種安全功能。這些功能通常通過開源參考設計、軟件組合分析工具和安全擴展來實現。

誰在使用RISC-V？

RISC-V起初主要用于嵌入式應用和微控制器領域。經過多年的發展，這個開源標準在汽車、數據中心和高性能計算等諸多應用領域持續受到關注，也越來越多地應用到各式各樣的AI工作負載中。以下為廣泛采用RISC-V架構的主要領域：

汽車：對于車載SoC，RISC-V處理器可以滿足信息娛樂、高級駕駛輔助和通信等系統對性能、功耗、成本和安全性的要求。

高性能計算（HPC）和數據中心：RISC-V ISA的可定制性非常適合處理復雜的計算任務：RISC-V的可擴展技術支持開發簡單、安全和靈活的處理器內核，從而滿足這些應用的能效要求。

人工智能：AI芯片往往采用異構設計，開發者會盡可能選擇RISC-V等現成的處理器作為協處理器或者內建控制器，從而把主要精力集中在用于神經網絡等計算任務的AI加速器的設計中。

可穿戴設備、工業、物聯網和家用電器：這個領域的電池供電設計和空間通常非常有限，因此RISC-V處理器是滿足其電源需求的理想選擇。

5G移動：RISC-V內核可以根據智能手機等移動設備的性能需求進行定制，也可以作為大型SoC中的組件，專門處理特定任務

航空：RISC-V憑借其高可靠性和安全性，是可以滿足相關嚴苛要求的優選方案。

RISC-V的未來應走向何方？

隨著RISC-V架構采用率的持續攀升，其生態系統和行業協作也在不斷壯大。近年來，一系列引人注目的合作項目相繼涌現。例如，RISC-V軟件生態系統（RISE）項目匯聚了全球杰出行業領袖，致力于加速RISC-V架構的開源軟件開發。在德國，一家同樣匯聚了許多精英人才的機構也漸漸成型，專注于促進基于標準的參考架構開發，其初期重點聚焦于汽車電子領域。Semico最近的一份報告指出，近年來阻礙汽車生產的半導體供應鏈短缺現象，正促使汽車制造商對RISC-V標準產生濃厚興趣。

RISC-V的日益普及并非偶然。作為開放架構，RISC-V為開發者提供了超強靈活性，使其能夠根據需求定制基于RISC-V處理器的SoC。正如前文所言，正確的選擇在推動半導體設計創新方面發揮著重要作用。

作為RISC-V國際組織的主要成員之一，新思科技三十多年來一直致力于以創新的EDA解決方案加速RISC-V處理器IP開發和優化，應對RISC-V芯片開發中性能、功耗和面積（PPA）的優化、驗證簽核、早期軟件開發以及加快上市時間等諸多復雜挑戰。 同時，新思科技也推出定制的ARC-V處理器IP，滿足RISC-V SoC的特定性能和效率需求。